管壳式换热器广泛应用于石油、化工、能源等众多领域,并在节能技术和新能源利用中发挥着重要作用。管壳式换热器大型化导致换热器管板直径和厚度不断增加,使设计和制造难度加大。因此,针对大直径换热器管板在设计、制造和应用过程中存在的问题,本课题提出了一种新型组合管板换热器,并对其管板进行应力和变形分析,论文工作对于促进管壳式换热器设计的技术进步具有一定的意义。本文在总结前人研究成果的基础上,提出了采用分块式扇环形管板替代整体管板的设计方法,减小管板的当量尺寸,从而降低管板厚度和制造难度。本文采用有限元分析方法,对不同几何尺寸的扇环形管板开孔造成的应力集中情况进行分析,并与未开孔扇环形板的应力分布状况进行对比,得到了扇环形管板开孔造成的应力集中系数与几何尺寸的关系;同时,针对不同尺寸的扇环形管板进行了变形分析,分析结果表明,在远离边界支撑处的扇环形管板中心处变形最大。开孔扇环形管板的变形量要明显小于未开孔的扇环形板,开孔对管板变形具有明显的削弱效应。本文通过对扇环形板开孔和无开孔条件下应力和变形有限元分析,得出应力和变形随扇环形管板参数变化的规律,论文研究工作为扇环形组合管板板换热器的设计和制造提供了一定借鉴,并为相关理论的完善提供了数据支持。